背景
前兩天一個小夥伴面試的時候，被問JDBC底層是如何連接資料庫的？
他頓時一臉懵逼，因為大部分人只知道JDBC的幾個步驟，至於底層到底是怎麼連接資料庫的，還真不知道。
由於小夥伴是面試高級開發，問這種問題倒也不能說面試官過分，如果是初級或者中級，那問著問題就確實有些過分了。
但是如果你在初級或者中級的階段，就知道了答案，豈不是爽歪歪麼？
估計大部分人都不知道這個問題該怎麼回答，稍微發散一下思維，倒是可以猜測一下，今天我們就來搞清楚JDBC底層到底是如何連接資料庫的。往後別再猜了。
反過來，如果面試官問你JDBC的時候，你能知道底層是怎麼連接資料庫的，估計，很多相對較水的面試官也會一臉懵逼。
何為 JDBC ?
JDBC（Java DataBase Connectivity）是Java和資料庫之間的一個橋梁，是一個「規範」而不是一個實現，能夠執行SQL語句。JDBC由一組用Java語言編寫的類和接口組成。各種不同類型的資料庫都有相應的實現，注意：本文中的代碼都是針對MySQL資料庫實現的。
JDBC 架構
分為雙層架構和三層架構。
雙層
作用：此架構中，Java Applet 或應用直接訪問數據源。
條件：要求 Driver 能與訪問的資料庫交互。
機制：用戶命令傳給資料庫或其他數據源，隨之結果被返回。
部署：數據源可以在另一臺機器上，用戶通過網絡連接，稱為 C/S配置（可以是內聯網或網際網路）。
三層
側架構特殊之處在於，引入中間層服務。
流程：命令和結構都會經過該層。
吸引：可以增加企業數據的訪問控制，以及多種類型的更新；另外，也可簡化應用的部署，並在多數情況下有性能優勢。
歷史趨勢：以往，因性能問題，中間層都用 C 或 C++ 編寫，隨著優化編譯器（將 Java 字節碼 轉為 高效的 特定機器碼）和技術的發展，如EJB，Java 開始用於中間層的開發這也讓 Java 的優勢突顯出現出來，使用 Java 作為伺服器代碼語言，JDBC隨之被重視。
入門案例
下面給出一個
JDBC
入門級案例：
public class JdbcDemo {public static final String URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/mblog"; public static final String USER = "root"; public static final String PASSWORD = "123456"; public static void main(String[] args) throws Exception { Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); Connection conn = DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD); Statement stmt = conn.createStatement(); ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT id, name, age FROM m_user where id =1"); while(rs.next()){ System.out.println("name: "+rs.getString("name")+" 年齡："+rs.getInt("age")); } }}
JDBC 步驟
資料庫驅動：
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
獲取連接：
Connection conn = DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD);
創建
Statement
或者
PreparedStatement
對象：
Statement stmt = conn.createStatement();
執行sql資料庫查詢：
ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT id, name, age FROM m_user where id =1");
解析結果集：
System.out.println("name: "+rs.getString("name")+" 年齡："+rs.getInt("age"));
最後就是各種資源的關閉。
資料庫驅動
加載MySql的驅動類 :
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
我們安裝好資料庫之後，我們的應用程式也是不能直接使用資料庫的，必須要通過相應的資料庫驅動程序，通過驅動程序去和資料庫打交道。其實也就是資料庫廠商的JDBC接口實現，即對Connection等接口的實現類的jar文件。
Driver接口
java.sql.Driver
此接口是提供給資料庫廠商實現的。比如說MySQL的，需要依賴對應的jar包。
<dependency><groupId>mysql</groupId> <artifactId>mysql-connector-java</artifactId> <version>8.0.16</version></dependency>
MySQL資料庫對應的實現驅動實現類：
package com.mysql.cj.jdbc;import java.sql.SQLException; public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {static { try { //註冊驅動 java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver()); } catch (SQLException E) { throw new RuntimeException("Can't register driver!"); } } public Driver() throws SQLException { }}
DriverManager是rt.jar包下的類，（rt=runtime），把我們需要驅動類註冊進去。
//DriverManager類中的方法public static synchronized void registerDriver(java.sql.Driver driver, DriverAction da)throws SQLException { /* Register the driver if it has not already been added to our list */ if(driver != null) { registeredDrivers.addIfAbsent(new DriverInfo(driver, da)); } else { // This is for compatibility with the original DriverManager throw new NullPointerException(); } println("registerDriver: " + driver);}
相應裝載Oracle驅動：
Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");
Sql Server驅動：
Class.forName("com.microsoft.jdbc.sqlserver.SQLServerDriver");
獲取連結
給我們看起來就這一行代碼：
Connection conn = DriverManager.getConnection(URL, USER, PASSWORD);
下面我們進行深入聊聊這行代碼，到底底層是怎麼連接資料庫的？
getConnection
方法三個參數：連結地址，用戶名和密碼。
public static Connection getConnection(String url,String user, String password) throws SQLException { java.util.Properties info = new java.util.Properties(); if (user != null) { info.put("user", user); } if (password != null) { info.put("password", password); } return (getConnection(url, info, Reflection.getCallerClass())); }
創建一個Properties對象，Properties是
HashTable
的子類。
public class Properties extends Hashtable<Object,Object> {//.....}
再看
getConnection
方法：
// Worker method called by the public getConnection() methods.private static Connection getConnection(String url, java.util.Properties info, Class<?> caller) throws SQLException { ClassLoader callerCL = caller != null ? caller.getClassLoader() : null; SQLException reason = null; //遍歷氣門註冊的資料庫驅動 for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) { try { //獲取連接 Connection con = aDriver.driver.connect(url, info); if (con != null) { // Success! println("getConnection returning " + aDriver.driver.getClass().getName()); return (con); } } catch (SQLException ex) { if (reason == null) { reason = ex; } } }}
這段代碼的關鍵是這一句代碼：
Connection con = aDriver.driver.connect(url, info);
connet()
方法是每個資料庫驅動自己的實現的。
package com.mysql.cj.jdbc;public class NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {@Override public java.sql.Connection connect(String url, Properties info) throws SQLException { //部分無關鍵要的代碼省略 //下面是重點 ConnectionUrl conStr = ConnectionUrl.getConnectionUrlInstance(url, info); switch (conStr.getType()) { //SINGLE_CONNECTION("jdbc:mysql:", HostsCardinality.SINGLE), // case SINGLE_CONNECTION: return com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl.getInstance(conStr.getMainHost()); case LOADBALANCE_CONNECTION: return LoadBalancedConnectionProxy.createProxyInstance((LoadbalanceConnectionUrl) conStr); case FAILOVER_CONNECTION: return FailoverConnectionProxy.createProxyInstance(conStr); case REPLICATION_CONNECTION: return ReplicationConnectionProxy.createProxyInstance((ReplicationConnectionUrl) conStr); default: return null; } }}
ConnectionUrl從這個類名應該能猜到還不到真正連接的，只是創建一個連接Url相關信息封裝。
public abstract class ConnectionUrl implements DatabaseUrlContainer {private static final String DEFAULT_HOST = "localhost"; private static final int DEFAULT_PORT = 3306; //...}
熟悉的身影，MySQL資料庫默認埠。我們繼續看下一行重要的代碼：
ConnectionImpl.getInstance(conStr.getMainHost());
這裡就是獲取一個實例，不出意外，連接就在這裡面產生的。繼續：
//ConnectionImplpublic static JdbcConnection getInstance(HostInfo hostInfo) throws SQLException {return new ConnectionImpl(hostInfo);}
ConnectionImpl構造方法裡有調用createNewIO方法：
@Override public void createNewIO(boolean isForReconnect) { synchronized (getConnectionMutex()) { try { if (!this.autoReconnect.getValue()) { connectOneTryOnly(isForReconnect); return; } connectWithRetries(isForReconnect); } catch (SQLException ex) { } } }private void connectOneTryOnly(boolean isForReconnect) throws SQLException { Exception connectionNotEstablishedBecause = null; JdbcConnection c = getProxy(); //又看到熟悉的connet方法， this.session.connect(this.origHostInfo, this.user, this.password, this.database, DriverManager.getLoginTimeout() * 1000, c); this.session.setQueryInterceptors(this.queryInterceptors); }
其中，這裡的session是NativeSession。
public void connect(HostInfo hi, String user, String password, String database, int loginTimeout, TransactionEventHandler transactionManager)throws IOException { SocketConnection socketConnection = new NativeSocketConnection(); socketConnection.connect(this.hostInfo.getHost(), this.hostInfo.getPort(), this.propertySet, getExceptionInterceptor(), this.log, loginTimeout); this.protocol.connect(user, password, database); this.protocol.getServerSession().setErrorMessageEncoding(this.protocol.getAuthenticationProvider().getEncodingForHandshake()); }
在這個方法裡，我們看到了Socket的命名開頭的類，哈哈，是不是就是使用Socket進行通信的呢？
精彩繼續：
socketConnection.connect(this.hostInfo.getHost(), this.hostInfo.getPort(), ...);
來到NativeSocketConnection類中方法：
//com.mysql.cj.protocol.a.NativeSocketConnection@Overridepublic void connect(String hostName, int portNumber, PropertySet propSet, ExceptionInterceptor excInterceptor, Log log, int loginTimeout) { this.mysqlSocket = this.socketFactory.connect(this.host, this.port, propSet, loginTimeout); //... }
這裡的socketFactory是StandardSocketFactory。所以也就是調用的是StandardSocketFactory的connect方法：
//StandardSocketFactorypublic <T extends Closeable> T connect(String hostname, int portNumber, PropertySet pset, int loginTimeout) throws IOException {this.rawSocket = createSocket(pset); this.rawSocket.connect(sockAddr, getRealTimeout(connectTimeout));} protected Socket createSocket(PropertySet props) { return new Socket();}
這裡就算到底了，說白
JDBC
的底層就是使用「Socket」進行連接資料庫的。
常用方法
獲取Statement
三種類型
要執行SQL語句，必須獲得java.sql.Statement實例，Statement實例分為以下3 種類型：
執行靜態SQL語句。通常通過Statement實例實現。執行動態SQL語句。通常通過PreparedStatement實例實現。執行資料庫存儲過程。通常通過CallableStatement實例實現。具體獲取方式
Statement stmt = con.createStatement() ; PreparedStatement pstmt = con.prepareStatement(sql) ; CallableStatement cstmt = con.prepareCall("{CALL demoSp(? , ?)}") ;
常用方法
Statement和PreparedStatement的異同及優缺點
同：兩者都是用來執SQL語句的
異：PreparedStatement需要根據SQL語句來創建，它能夠通過設置參數，指定相應的值，不是像Statement那樣使用字符串拼接的方式。
PreparedStatement的優點：
1、其使用參數設置，可讀性好，不易記錯。在statement中使用字符串拼接，可讀性和維護性比較差。
2、其具有預編譯機制，性能比statement更快。
3、其能夠有效防止SQL注入攻擊。
execute和executeUpdate的區別
相同點：二者都能夠執行增加、刪除、修改等操作。
不同點：
1、execute可以執行查詢語句，然後通過getResult把結果取出來。executeUpdate不能執行查詢語句。
2、execute返回Boolean類型，true表示執行的是查詢語句，false表示執行的insert、delete、update等。executeUpdate的返回值是int，表示有多少條數據受到了影響。